Mini organi creati in laboratorio, la nuova frontiera della scienza

I ricercatori sono a lavoro su dei mini organi cresciuti in laboratorio. Utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte, il team ha indotto organoidi cerebrali a sviluppare strutture oculari rudimentali in grado di rilevare la luce e inviare segnali al resto del cervello.

Il cervello umano è una delle cose più complesse che la natura abbia mai inventato, quindi per aiutarci a capirlo meglio, gli scienziati hanno realizzato versioni in miniatura in laboratorio. 

Le cellule della pelle vengono prelevate da donatori adulti; riconvertite in cellule staminali e poste in una coltura che imita l’ambiente di un cervello in via di sviluppo, incoraggiandole a formare cellule cerebrali diverse. Il risultato finale è un modello cerebrale tridimensionale delle dimensioni di un pisello che può essere utilizzato per studiare lo sviluppo, le malattie o gli effetti dei farmaci.

La ricerca condotta dall’Ospedale universitario di Düsseldorf ha fatto un ulteriore passo avanti. Il team ha sviluppato organoidi cerebrali completi di coppe ottiche, strutture visive che si trovano nell’occhio dove il nervo ottico incontra la retina. Sono cresciuti simmetricamente nella parte anteriore del mini-cervello, conferendo all’organoide un aspetto sorprendente.

Ma soprattutto, questi “micro occhi” sono funzionanti. Al loro interno una vasta gamma di tipi di cellule retiniche, che formano reti neuronali che rispondono effettivamente alla luce inviando quei segnali al cervello. Si è formato anche il tessuto del cristallino e della cornea.

Mini organi creati in laboratorio, il ruolo delle cellule staminali

Utilizzando cellule staminali di quattro donatori, il team ha prodotto 314 organoidi cerebrali in 16 lotti, di cui circa il 72% ha formato coppe ottiche. Queste strutture hanno iniziato ad apparire entro 30 giorni e sono maturate entro 50 giorni; un periodo di tempo simile a quello in cui gli embrioni umani sviluppano la retina. Lo studio mostra che la tecnica è riproducibile, anche se sarà necessario fare ulteriore lavoro per mantenerle vitali più a lungo, al fine di utilizzarle per lo studio.

Il lavoro mette in evidenza la notevole capacità degli organoidi cerebrali di generare strutture sensoriali primitive che sono sensibili alla luce e ospitano tipi di cellule simili a quelle che si trovano nel corpo. Questi organoidi possono aiutare a studiare le interazioni cervello-occhio durante lo sviluppo dell’embrione. Inoltre possono simulare i disturbi retinici congeniti e generare tipi di cellule retiniche specifiche per test farmacologici personalizzati e trapianti.

Sebbene questi organoidi cerebrali rimangano molto rudimentali, potrebbero un giorno sollevare preoccupazioni etiche. Precedenti studi hanno già rilevato onde cerebrali in organoidi di due mesi più o meno equivalenti a quelle dei bambini prematuri; è possibile che un ulteriore sviluppo possa portare a mini-cervelli con una qualche forma di autocoscienza o addirittura coscienza. L’input sensoriale come la vista potrebbe essere un ingrediente chiave per questo. È un problema che gli scienziati dovranno tenere d’occhio.